[發明專利]一種考慮固相封堵主裂縫的新裂縫起裂壓力預測方法

有效

• 申請號: 201911087293.0
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110671088B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 劉彧軒;何杰;鄧燕;郭建春;王建東
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B49/00;E21B33/13;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明公開了一種考慮固相封堵主裂縫的新裂縫起裂壓力預測方法，其主要方法思路是在固相封堵效應的條件下，基于彈性力學理論，考慮裂縫產生的誘導應力，結合原地應力和井筒內壓，運用疊加原理，推導出井筒周圍應力場的數學模型，建立起新裂縫起裂壓力的預測模型；并分析固相封堵在主裂縫時，新裂縫起裂壓力及固相封堵強度的變化規律。通過新裂縫起裂壓力的預測模型得到新裂縫的起裂壓力，這樣便能夠有利于指導水力壓裂的現場施工，使得地層得到復雜的裂縫網絡，改善地層的滲透性，從而能夠有效地進行頁巖氣開采；固相封堵強度的分析，有利于對現場暫堵劑的使用提出強度要求。

技術領域

本發明涉及油氣開采技術領域，特別是一種考慮固相封堵主裂縫的新裂縫起裂壓力預測方法。

背景技術

頁巖氣是指存在于以富有機質頁巖為主的儲集巖系中的非常規天然氣，它具有資源分布廣、可采儲量豐富、開采壽命長和生產周期長的優勢，同時頁巖氣是當今世界公認的新型的清潔能源，是當今世界油氣勘探開發的熱點。通過勘探顯示，我國的頁巖氣資源地質儲量豐富，可采儲量相當可觀，有較好的開發應用前景?；陧搸r氣的優勢特點，它在未來一段時間內必將成為我國重點發展的非常規能源之一，而且會在一定程度上改善我國的能源結構。基于此，現如今我國正在積極進行頁巖氣的勘探開發。

但是，眾所周知，頁巖是由黏土、泥質，通過緊壓固結、脫水、重結晶后形成的巖石，具有明顯的薄層理構造。它的形成特點和本身具有的結構特點，都導致了它必將是一種致密低孔低滲的巖石，同時使得頁巖氣層具有致密、低孔、特低滲的特點。這樣便導致只有少數天然裂縫特別發育的頁巖氣井在鉆井完成后可直接投入生產，90％以上的井需要經過酸化、壓裂等儲層改造措施后才能投入生產，從而獲得比較好的開采效果。因此，雖然我國頁巖氣資源的地質儲量豐富，但是由于頁巖地層致密、低孔、特低滲的特點，導致頁巖氣的開發難度大，開采較為困難，采收率較低，我國想要通過頁巖氣的勘探開發來改善我國的能源結構，就不得不提高頁巖氣的采收率，對頁巖氣進行合理有效的開發。

針對頁巖氣的開發，目前主要采用儲層壓裂技術。通過水力壓裂，使頁巖地層產生裂縫，在地層中形成有效的滲流通道，使得頁巖氣能夠被有效的開采。為了能夠極大的提高頁巖氣的采收率，便需要在地層中形成最好的滲流通道，以便頁巖氣的滲流。我們采用的方式便是在地層形成更復雜的裂縫網絡，以此來改善地層的滲流通道，這樣便能有效開采頁巖氣，使得頁巖氣能夠得到合理利用。壓裂技術應用于頁巖儲層的增產改造，用來改善天然裂縫，同時增加水力人工裂縫，并最大限度地開啟和連通天然裂縫，形成大量的裂縫網格，以期增大頁巖氣開采的經濟效益。同時，為了有效促進頁巖地層形成更復雜的裂縫網絡，目前現場還采用在已有的裂縫通道中加入暫堵劑的方式，以期能夠達到壓開更多裂縫的目的。因此，壓裂施工中，固相封堵主裂縫后，如果預先預測或估算出新裂縫起裂壓力，這樣便能夠有利于指導水力壓裂的現場施工。但是目前還沒有一種考慮固相封堵主裂縫的新裂縫起裂壓力預測方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮固相封堵主裂縫的新裂縫起裂壓力預測方法。

本發明提供的考慮固相封堵主裂縫的新裂縫起裂壓力預測方法，包括如下步驟：

S1、建立固相封堵在主裂縫產生的誘導應力場計算公式；步驟如下：

S11、當固相封堵在主裂縫時，井眼周圍的誘導應力模型假設為無限大地層中存在一條對稱雙翼主裂縫，在主裂縫的雙翼上存在對稱的固相封堵，具體物理模型是：無限大平板中央存在一條直線裂縫，直線裂縫內存在兩個關于中點對稱的固相封堵，將整個直線裂縫命名為裂縫A，兩個固相封堵將直線裂縫分為三段，三段裂縫從左至右邊依次命名為裂縫B、裂縫D、裂縫C；固相封堵會導致固相封堵處兩側的凈壓力產生變化，因此，得出裂縫B和C內凈壓力相同，但裂縫D凈壓力與裂縫B和C不同，設裂縫D內的凈壓力為P₁，設裂縫B和C內的凈壓力為P₂，則有，

p₁＝P_w-σ_h (1)